Überspannungskategorien
Bei der Konstruktion und der Herstellung verschiedener Messgeräte steht die Sicherheit des Bedieners an hoher Stelle. So versteht es sich, dass der Verwender vor
Transienten (kleine, spontan auftretende, Spannungen) geschützt wird.
Grade bei Personen, die nicht alltäglich mit Messgeräten
verschiedener Art zu tun haben, wissen oft nicht genau, auf welche
Leistungsspezifikation des Gerätes sie zu achten haben, wenn sie mit
einem bestimmten Gerät arbeiten wollen. Antworten darauf liefert die
IEC (International Electrotechnical Comission). Die IEC erarbeitet und
formuliert internationale Sicherheitsnormen, die das Arbeiten mit
elektrischen Messgeräten erleichtern sollen. Lange wurde mit der
IEC-Norm 348 als Industriestandard gearbeitet. Allerdings ist die
angesprochene Norm mittlerweile von der IEC-Norm 1010 ersetzt worden
und wird im europäischen Raum als EN 61010 bezeichnet und wurde so
auch als deutsche Norm anerkannt. Die IEC-Norm bietet dem Verwender
ein hohes Maß an Sicherheit.
Transientenschutz
Um zu garantieren, dass der Verwender bei Benutzung von
Multimeter-Schaltungen bestmöglich geschützt ist, müssen die
Geräte so entwickelt und gefertigt werden, dass sie dem maximal
angegebenen Spannungsbereich nicht lediglich aushalten, sondern
aushalten sondern eher noch eine konstante Spannung und transiente
Überspannung aushalten. Daher ist der Transientenschutz enorm wichtig
zum Schutz bei Multimeter-Schaltungen. Je mehr Energie die Schaltung führt desto gefährlicher ist dieser Transientenschutz, weil diese auch höhere Ströme liefern können.
Sollte ein Lichtbogen durch einen Transienten führen, kann der hohe Strom diesen aufrechterhalten und zu einer Explosion führen. Dies wird durch eine ionisierte Umgebungsluft verursacht, die in diesem Moment leitend wird. Daraus resultiert eine Lichtbogen-Explosion bei der sich mehr Menschen jährlich verletzen als bei einem elektrischen Schlag.
Überspannungskategorien
Um die neue Norm richtig verstehen zu können, ist es wichtig die
Unterschiede und Einteilungen der jeweiligen Überspannungskategorien
zu kennen und auch korrekt einordnen zu können. Durch Norm IEC 1010
sind vier Kategorien erstellt. Diese Unterteilung in die verschiedenen Kategorien beruht auf der Tatsache, dass ein gefährlicher und hochenergetischer Transient, zum Beispiel ein Blitz, durch den Widerstand auf seinem weiteren Weg immer weiter abgeschwächt wird. Je höher die Kategorie Zahl desto höher ist der Strom und die Leistung die der elektrischen Umgebung zur Verfügung steht und somit höherenergetische Transienten möglich sind.
Ein Multimeter, welches für CAT II entworfen wurde, bietet einen besseren Schutz vor Transienten mit höherer Energie als ein Multimeter, welche für CAT I entworfen wurde. Innerhalb einer Kategorie gibt es aber auch noch Unterschiede. Je höher die Spannungsangabe desto besser ist größer ist die Widerstandsfähigkeit gegen Transienten. So bietet ein CAT II - 1000 V Multimeter als ein CAT II - 600 V Multimeter.
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Überspannungskategorie |
Erklärung |
Details
/ Beispiele |
CAT IV |
Drei Phasen am Elektrizitätswerk-Anschluß, alle Freileitungen. |
Ursprung der
Installation:
- Elektrizitätsmesser
- Zuführung der Versorgungskabel
- Leitungen vom Anschluß zum Gebäude
- Verbindung zwischen Meßgerät u Schalttafel
- Freileitungen zu einzelnen Gebäuden
- Erdkabel zu Wasserpumpen. |
CAT III |
Drei-Phasen-Verteilung, einschließlich einphasiger kommerzieller Beleuchtung |
Geräte in
Festinstallationen:
- Sammelschienen in industriellen Werken
- Speisekabel in industriellen Werken
- Speisekabel und kurze Zuleitungen
- Verteilungstafeln
- Beleuchtungssysteme in großen Gebäuden
- Steckdosen für große Lasten |
CAT II |
Einphasige Lasten, mit der Steckdose verbunden |
Hausgeräte, portable Werkzeuge und ähnliche Lasten:
- Steckdosen und lange Abzweigleitungen
- Steckdosen >10m von CATIII Quelle entfernt
- Steckdosen >20m von CATIV Quelle entfernt |
CAT I |
Elektronik |
Geschützte Elektronikvorrichtungen:
- Geräte, die an Stromkreise angeschlossen
werden, in denen Vorkehrungen getroffen
wurden, um transiente Überspannungen auf
einen niedrigen Pegel zu begrenzen
- Hochspannungsquelle mit geringer Energie
(die von einem Widerstandstransformator mit
hoher Wicklungszahl abgeleitet
wurde) |
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Folgend
stehen noch einige Dinge, die dem Benutzer dabei helfen sollen, die
oben abgebildete Tabelle der Überspannungskategorien auch während
der täglichen Arbeit anzuwenden und sich somit Kenntnis über die
entsprechenden Kategorien zu verschaffen.
Allgemein
gilt: Je näher an der Stromversorgungsquelle gearbeitet
wird, umso höher ist die Zahl der Überspannungskategorien beginnend
bei CAT I bis hin zu CAT 5. Je höher die CAT-Nummer ist, umso höher
ist ebenfalls die Wahrscheinlichkeit von Transienten. Außerdem ist zu
bedenken, dass die CAT-Nummer größer wird, wenn der zur Verfügung
stehende Kurzschlussstrom an einem bestimmten Punkt groß ist.
Verständlicher ausgedrückt, bedeutet das folgendes: Je größer die
Quellenimpedanz ist, desto geringer ist die CAT-Nummer.
Zu
dem Themengebiet der Überspannungskategorien gehören ebenfalls die
Überspannungsableiter. Diese Überspannungsableiter müssen,
wenn sie an einer Verteilertafel installiert sind, eine sie höhere
Energiekapazität aufweisen, als beispielsweise ein Gerät, das direkt
an einen Computer angeschlossen ist. In der CAT-Terminologie ist der Überspannungsableiter bei der Verteilertafel eine Vorrichtung der Kategorie II oder IV, während das Gerät beim Computer eine mit einer Steckdose verbundene Last darstellt und daher eine Vorrichtung der Kategorie II ist.
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